1、作业5光合作用的原理及其应用1研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ）A产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素【答案】A【解析】乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；
2、类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。2将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ）A测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率B若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大C若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似D若该植物处于开花期，人为
3、摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似【答案】A【解析】测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏，导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少，C错误；若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似，D错误。 1光合作用是生物界最基
4、本的同化作用。下列相关叙述不正确的是（ ）A光合作用过程中，碳元素的转移途径是：CO2C3（CH2O）B净光合速率为零时，蓝藻细胞产生ATP的场所主要有线粒体和叶绿体C光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将CO2合成糖类的能源物质D用H218O培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O2光合作用与细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动。请根据图分析下列叙述正确的是（ ）A图中1% NaHCO3溶液的作用是为植物光合作用提供CO2B若将1% NaHCO3溶液换成等量的1% NaOH溶液，则叶绿体中C3会增多C若将1% NaHCO3溶液换成等量的1% NaOH溶液，则叶绿体中ATP
5、会减少D若将1% NaHCO3溶液换成等量的清水，则植物的干重不变3下列关于几种元素与光合作用关系的叙述，正确的是（ ）A氮元素是叶绿素的组成元素之一，没有氮元素，植物就不能进行光合作用B磷元素是构成ATP的必需元素，光合作用光反应和暗反应过程均有ATP合成C氧元素是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧元素来自于水D碳元素是组成糖类的基本元素，光合作用中碳元素从CO2开始直接经C5形成糖类4如图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是（ ）A过程表示光反应，过程的场所是叶绿体基质B物质A表示O2，物质B表示CO2C过程能将活跃
6、的化学能转变成稳定的化学能D过程的两个阶段都需要消耗过程产生的H和ATP5下列有关光合作用和细胞呼吸及其应用的叙述，错误的是（ ）A种子成熟干燥后，细胞呼吸速率下降BCO2的固定可发生在黑藻叶绿体的基质中C施有机肥能防止土壤板结，有利于作物根系生长D叶绿素a、b在蓝紫光区的吸收光谱是相同的6甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示，以下分析错误的是（ ）A当光照强度大于a时，甲对光能的利用率较高B甲、乙两种植物中，甲植物的光饱和点较高C甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是乙D若种植密度过大，乙比甲的净光合速率下降快7植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如
7、O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是（ ）A类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D叶片在640660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的8在封闭的温室内栽种农作物，下列不能提高作物产量的措施是（ ）A增加室内CO2浓度 B采用绿色玻璃盖顶C增加光照强度 D增大室内昼夜温差9关于叶绿素提取的叙述，正确的是（ ）A菠菜绿叶不可被用作叶绿素提取的材料B加入少许CaCO3能避免叶绿体被破坏C用乙醇提取的叶绿体色素中的胡萝卜素D研磨时加入石英砂可使叶片研磨
8、更充分10研究人员对日光温室内的番茄叶片补充等强度不同波长的光，测得番茄光合速率的日变化情况如图。下列叙述错误的是（ ）A据图分析，在10:00左右适当补充红光，对番茄的生长最有效B14:0016:00，引起三组黄瓜光合速率均降低的主要因素是室内CO2浓度过低C9:00-11:00对照组CO2固定量比补蓝光组多D12:30时，若适当提高温室内CO2浓度，短时间番茄植株中三碳酸的合成速率不变11我国北方地区冬季种植温室大棚时，每当晴朗的中午，农民都要将塑料大棚开一道缝，以利于温室通风，农民将其叫做“开风口”，下列关于“开风口”的说法中不正确的是（ ）A“开风口”可以使大棚内的空气流通，能提高大棚
9、内CO2的浓度B“开风口”是为了增加棚内的氧气含量，以促进植物的有氧呼吸C“开风口”增加了温室内的光照强度，有利于光合作用的进行D“开风口”能够降低大棚内的空气湿度，有利于植物对水分的吸收和对矿质元素的运输 12各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（ ）A寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质B寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上H的传递C转Z基因
10、提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用D喷施NaHSO3促进光合作用且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降13回答与光合作用有关的问题：（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的_，在暗反应中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子C3，影响该反应的外部因素，除光照条件外还包括_（写出两个）；内部因素包括_（写出两个）。（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与 抑
11、制叶绿素的合成有关。14人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_，模块3中的甲可与CO2结合，甲为_。（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将_ （填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是_。（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量_（填：高于、低于或等于）植物，原因是_。（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖
12、程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。1【答案】B【解析】光合作用过程中，碳元素的转移途径是：CO2C3（CH2O），A正确；蓝藻是原核生物，没有线粒体和叶绿体，B错误；光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质，C正确；用H218O培养小球藻，在叶绿体中进行光合作用，进行水的光解形成氧气和H，可在氧气中检测到放射性。H218O还可参与有氧呼吸第二阶段，生成C18O2，C18O2通过光合作用的暗反应阶段，转移到糖类等有机物中，所以用H218O培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O，D正确。故选B。2【答案】A【解析】图中1% NaHCO3溶液
13、的作用是为植物光合作用提供CO2，A项正确；若将装置中的1% NaHCO3溶液换成等量的1% NaOH溶液，在开始的短暂时间内，CO2浓度降低，导致二氧化碳的固定减少，C3合成减少而消耗仍在继续，叶绿体中C3的含量下降，进而导致C3被还原的速率减慢，消耗的ATP减少，故叶绿体中ATP会增多，B、C项错误；若将1% NaHCO3溶液换成等量的清水，开始一段时间内，玻璃钟罩内的CO2会逐渐下降最终趋于稳定，此时玻璃钟罩内的植物的地上部分呼吸作用速率等于光合作用速率，但植物的地下根部仍在进行呼吸作用消耗有机物，所以整体上看，植物的干重会减小，D项错误。3【答案】A【解析】N是叶绿素的组成元素之一，没
14、有N植物就不能进行光合作用，A正确；P是构成ATP的必需元素，光合作用光反应有ATP合成，暗反应过程有ATP消耗，B错误；O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物的氧来自于二氧化碳，C错误；C是组成糖类的基本元素，在光合作用中从二氧化碳开始先后经C3形成C5和（CH2O），D错误；故选A。4【答案】D【解析】过程表示光反应，过程表示暗反应，暗反应的场所是叶绿体基质，A项正确；据图分析，A表示氧气，B表示二氧化碳，B项正确；过程表示暗反应阶段，能够将光反应产生的ATP和还原氢的化学能转变成稳定的化学能，C项正确；过程的三碳化合物的还原阶段需要消耗过程产生的H和ATP，D项错误。5【答案
15、】D【解析】种子成熟干燥后，自由水含量减少，新陈代谢减慢，细胞呼吸速率下降，故A正确；黑藻为真核生物，光合作用的场所在叶绿体，其二氧化碳的固定（暗反应）发生在叶绿体的基质中，B正确；增施有机肥，可改善土壤结构，增强土壤保肥、透气的性能，防止土壤板结，有利于作物根系生长，C正确；叶绿素a、b在蓝紫光区的吸收光谱很相似，但是略有不同，D错误；故选D。6【答案】D【解析】本题考查光照强度对植物光合作用的影响。当光照强度大于a时，甲的净光合速率大于乙的，甲对光能的利用率较高，A项正确；由图可知，甲、乙两种植物中，甲植物的光饱和点高于乙的，B项正确；甲、乙两种植物中，乙植株的光饱和点低，更适合在林下种植
16、的是乙，C项正确；若种植密度过大，光照不足，乙适应低光照强度，乙的净光合速率下降慢，D项错误。7【答案】A【解析】类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A项错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B项正确；CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C项正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D项正确。8【答案】B【解析】在一定程度上增加二氧化碳浓度，可以提高光合作用强度，能提高作物产量，A项错误。叶绿体对绿色基本不吸收，采用绿色玻璃盖顶会降
17、低光合作用速率，会使作物减产，B项正确；增加光照强度可以提高光合作用强度，能提高作物产量，C项错误；增大室内昼夜温差，可以在白天提高光合作用，夜晚降低呼吸作用，而提高作物产量，D项错误。9【答案】D【解析】菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料，A项错误；加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏，B项错误；用无水乙醇用乙醇提取的叶绿体色素中的胡萝卜素，C错项误；研磨时加入SiO2(石英砂)可使叶片研磨更充分，D项正确。10【答案】B【解析】据图分析可知，若采取在10:00前适当补充红光措施，对黄瓜的生长最有效，A正确；1416时，三组的光照强度均下降，三组黄瓜光合速率均降低，B错误；9:00-11:00
18、，对照组的光合速率高于蓝光组，故对照组CO2固定量比补蓝光组多，C正确；12:30时，番茄气孔关闭出现了光合午休现象，若适当提高温室内CO2浓度，短时间番茄植株中三碳酸的合成速率不变，D正确。故选B。11【答案】B【解析】本题以生产实践为背景，考查影响光合作用的因素，属于考纲综合运用层次。“开风口”可使大棚内的空气流通，提高大棚内CO2的浓度以利于光合作用，A项正确；同时使棚内的氧气含量降低，以降低植物的有氧呼吸，减少有机物消耗，B项错误。同时，“开风口”可增强棚内光照强度，有利于有合作用合成有机物，C项正确；降低大棚内的空气湿度以增强蒸腾作用，有利于植物对水分的吸收和对矿质元素的运输，D项正
19、确。12【答案】D【解析】本题以反应实验结果的柱形图为依托，采用图文结合的形式考查学生对实验结果的分析能力。ATP产生于光合作用的光反应，寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的类囊体薄膜，A项错误；寡霉素在细胞呼吸过程中可抑制线粒体内膜上H的传递，B项错误；对比分析（W+H2O）与（T+H2O）的实验结果可知：转Z基因提高光合作用的效率，对比分析（W+寡霉素）与（T+寡霉素）的实验结果可知：转Z基因可以减缓增加寡霉素对光合速率的抑制作用，C项错误；对比分析（W+H2O）、（W+寡霉素）与（W+NaHSO3）的实验结果可知：喷施NaHSO3能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下
20、降，D项正确。13【答案】（1）光能 温度、CO2浓度 R酶活性、R酶含量、C5含量、pH（其中两个）（2）类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温【解析】（1）地球上生物生命活动所需的能量来自有机物，有机物主要来自植物的光合作用，光合作用合成有机物需要光反应吸收光能，转化为ATP的化学能，然后ATP为暗反应中C3的还原提供能量，合成糖类。在暗反应中，RuBP 羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合，生成2分子C3，这是光合作用的暗反应的二氧化碳的固定。暗反应的进行需要相关酶的催化，二氧化碳做原料，需要光反应提供H和ATP，光反应需要色素、酶、水、光照等，故影响该反应的外部因素有光照、温度、CO2
21、浓度、水、无机盐等；内部因素包括色素含量及种类、酶的含量及活性等。（2）光合色素的分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。14【答案】（1）模块1和模块2 五碳化合物（或：C5） （2）减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足 （3）高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类) （4）叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少 【解析】（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能
22、转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。（2）据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。